Escalas de Temperatura
Cinco escalas diferentes de temperatura están en uso en estos días: la Celsius, conocida también como escala centígrada, la Fahrenheit, la Kelvin, la Rankine, y la escala internacional de temperatura termodinámica. La escala centígrada, con un punto de congelación de 0° C y un punto de ebullición de 100°C, se usa ampliamente en todo el mundo, particularmente para el trabajo científico, aunque que se destituida oficialmente en 1950 por la escala internacional de temperatura. La escala Fahrenheit, usada en países de habla inglesa es usada no solo con propósitos de trabajo científico sino con otros y con base en el termómetro de mercurio, el punto de congelación del agua se define en 32° F y el punto de ebullición en 212° F. En la escala Kelvin, la más usualmente usada en escala termodinámica de temperatura, el cero se define como el cero absoluto de la temperatura, que es, -273.15°C ó -459.67° F. Otra escala que emplea el cero absoluto como su punto más bajo es la escala de Rankine, en la cual cada grado de temperatura es equivalente a un grado de la escala Fahrenheit. El punto de congelación del agua en la escala de Rankine es de 492° R, y el punto de ebullición es de 672° R.
En 1933 científicos de 31 naciones adoptaron una escala de temperatura internacional nueva con puntos adicionales fijos de temperatura, con base en la escala de Kelvin y con principios termodinámicos. La escala internacional es con base en la propiedad eléctrica de resistencia, con cable de platino como la temperatura base entre los -190° y 660° C. Arriba de los 660° C, hasta el punto de derretimiento del oro, 1063° C, una media termocouple, la cual es un dispositivo que mide la temperatura por la cantidad de voltaje producido entre dos cables de metales diferentes, se usa; para puntos de temperatura mas altos, a partir de este punto las mediciones de temperatura son medidas por el llamado pirometro óptico, que usa la intensidad de luz de una onda emitida por un cuerpo caliente para el propósito.
Escalas termométricas más usadas.
Dos son las escalas mas comúnmente utilizadas : la centígrada, que divide la medición de temperatura en 100partes iguales, denominadas grados centígrados, y la Fahrenheit, que también la divide en 180 partes iguales que se denominan grados Fahrenheit (Fig. 1). El grado centígrado representa un intervalo de temperatura mayor que el Fahrenheit. Un grado Fahrenheit es igual a 5/9 de grado centígrado. La lectura en la escala centígrada indica directamente un intervalo de temperatura referido a uno de los puntos fijos que se toma como cero. La escala Fahrenheit es más complicada, no solo porque el intervalo fundamental está dividido en 180 partes en lugar de 100, sino porque, además, el punto de fusión del hielo está marcado con 32º. La escala fahrenheit se usa, sin embargo, en muchos países de habla inglesa.
Pjemplo : Un termómetro centígrado señala 36.6º. ¿Cuánto marcaría uno Fahrenheit ?
El número de grados centígrados es 36.6 por encima del punto 0ºC. Esta temperatura será 9/5 de 36.6, o sea 65.9ºF por encima del punto de fusión del hielo. Será preciso, por tanto, sumas 32.0 ºF, es decir, nos dará 97.9ºF.
Escala absoluta de temperaturas de Kelvin.
La mayor parte de los fenómenos de calor dependen de las propiedades particulares de la sustancia usada. El rendimiento de una máquina de calor ideal es único considerando que no depende de la sustancia que trabaja o del sistema mecánico utilizado.
Lord Kelvin (1827-1907) vio la posibilidad de usar una máquina de calor cíclica para definir una escala de temperaturas que sería "absoluta" en el sentido de que no dependería de la sustancia termométrica. Sugirió que las temperaturas de la escala absoluta fuesen definidas por la relación
Dos temperaturas cualesquiera están en la misma relación que los calores absorbido y cedido en un ciclo de Carnot operando entre aquellas temperaturas.
Consideremos un ciclo de Carnot que opera entre dos temperaturas fijas, el punto de ebullición del agua (373ºK) y el punto de congelación del agua (273ºK). En la Fig. 7 se representa mediante un área el trabajo útil. Podemos definir la temperatura (373ºK), punto medio entre el punto de ebullición del agua y el punto de congelación, como la temperatura para la cual una máquina de Carnot operando entre el punto de ebullición y el punto medio haga el mismo trabajo representado por el área A que el trabajo representado por el área B, hecho por una máquina de Carnot, operando entre el punto medio y el de congelación. Este intervalo así definido puede ser subdividido de la misma forma, pudiendo ser extendida la escala a temperaturas más altas o más bajas. La temperatura para la cual una máquina de Carnot no cede calor será el cero de la escala de temperaturas absolutas. El cero absoluto puede considerarse como la temperatura T2 correspondiente a una máquina de Carnot que opera con un rendimiento del cien por cien.
La escala de Kelvin o termodinámica es la misma que la escala absoluta determinada con los gases perfectos. Las temperaturas en esta escala absoluta son determinadas en la práctica con un termómetro de gas, corrigiéndose las lecturas de los errores ocasionados por las discrepancias del gas utilizado frente a un gas perfecto.
Bibliografía :
Libro : Enciclopedia Encarta’96
Editorial : Microsoft
Autor : - - - - - - -
Págs : Heat (Palabra) Traducción
Libro :Física para Ciencia e Ingeniería
Editorial : McGraw-Hill
Autor : Robert Weber
Págs : 198,206, 208 y 244-246,